電磁誘導探傷解析事例

渦流探傷

電磁誘導の原理を応用した電磁誘導探傷法(渦流探傷法)で、外観から確認が難しい内部の変質度合いを検知するシミュレーションを行いました。
金属などの導電体表面付近に存在する割れや腐食、変質などの欠陥を検査する方法で、非破壊検査とも呼ばれます。
コイルに交流電流を印加すると交流磁場／磁界が誘起され、電流の方向が変わる度に磁束の向きも変化します。
磁束の向きが変化すると、それを打ち消すように逆起電力が生じます。
逆起電力が生じると、近くの導体に渦電流と呼ばれる電流が流れます。
これは先程の逆起電力による生じた電流ですので、流れる方向がコイルの電流と逆になります。
この渦電流は、割れや腐食、変質などよって変化しますので、この変化を検知してその状態を知ることができます。
交流磁場／磁界を発生させるコイルは励磁コイル、磁束の増減を検知するコイルは検出コイルと呼ばれます。
この励磁コイルと検出コイルの組合せには、渦電流の変化を検出する方法により、自己比較方式と相互誘導方式があります。

自己比較方式コイル	相互誘導型コイル

解析テーマ ： 電磁誘導探査の評価解析 (周波数応答解析)

解析内容 ： 物質Aの内部に異なる物質Bを想定し、励磁用コイルと検出用コイルによる相互誘導方式で渦流探査解析を行ないました。

今回は、物質Bの高さを変えた時に、渦電流密度分布と、コイル(検出用)に発生する起電力を計算しました。

解析ツール ： 磁界解析ソフトウェア F-MAG

解析モデル ： 下図は相互誘導方式の一例で、外側の励磁用コイルと検出用コイル２個で構成されています。

今回はこれらのコイルを用いて、相互誘導方式による渦流探査解析を行ないました。

今回は下図のような①と②の物質で構成される場合、②の物質の高さを変えた時に、所定の位置でコイル(検出用)に発生する起電力を計算しました。

解析対象物の裏側は下図の通りです。
物質②の幅は[1mm]です

解析対象物 (裏側)

まず、励磁コイルと検出コイルの位置を下図のように左側の物質②の上とし、発生する起電力を計算しました。